电力系统继电保护与自动化装置的可靠性分析

任洋++滕巍++张笑时

摘 要：在社会生产和人们的生活中，需要消耗大量的电力，因此必须保证电力系统安全稳定地工作。在电力系统中，继电保护和自动化装置是保证供电安全，识别供电故障和处理故障的主要系统装置，因此继电保护与自动化装置必须具有高度可靠性，才能够进一步保证电力系统的安全稳定性。本文主要对电力系统继电保护与自动化装置进行概述，说明了电力系统中继电保护的基本任务和要求，并分析了提高继电保护与自动化装置可靠性的措施。

关键词：电力系统；继电保护；自动化装置

中图分类号：TM77 文献标识码：A

随着科技的进步与发展，如今我国逐渐进入智能化生活状态，应用在人们生产中的智能科技设备越来越多，而各种智能科技设备均需要电力的支持，因此人们对电力的需求量和安全性要求越来越高。将继电保护与自动化装置应用在电力系统中，是保证供电安全的基本措施，但为了能够确保继电保护与自动化装置的可靠性，需要对其建立合理的可靠性指标评价体系，促使电力系统运行安全稳定，继而保证人们生产生活提高效率。

一、电力系统继电保护与自动化装置的概述及工作特征

电力系统继电保护属于一种保护电气设备安全运用的技术手段，其能够为电力系统的运行安全提供评价，判断和发展电力系统中存在的故障，并及时采取合理的措施进行处理，避免故障形成严重的事故，以保证电力系统安全稳定运行。为了保证继电保护提高作用，其需要几套互相独立的设备组成，确保能够检查到电力系统中所有的电气设备，继而提高电力系统的安全性和可靠性。

如果电力系统在运行过程中出现故障，如短路故障、过载运行故障等，均需要确保继电保护装置的可靠性，能够及时针对故障发出信号，切除发生故障点。随着电力系统的逐渐完善，如今电力系统在运行中发生故障的概率偏小，继电保护装置也不会频繁进行工作，但继电保护装置也会在运行中出现故障，包括拒动故障和误动故障。拒动故障主要是指电力系统出现故障时，继电保护装置没有能够及时进行故障的切除和发出信号，导致电力系统崩溃。而误动故障主要是指继电保护装置受到内部和外界各种因素的影响，在电力系统安全运行的过程中仍发出误动作，继而导致一定的经济损失发生。自动化装置主要是针对电力系统运行参数进行监测和控制，其故障一般为难以实时进行运行参数的检测、传输和控制，继而无法保证电力系统的安全性和稳定性。

二、电力系统中继电保护的基本任务和要求

（一）继电保护选择性任务和要求

如果电力系统在运行过程中出现故障，继电保护装置必须能够针对故障点选择性切除故障点，即确保将故障点距离最近的断路器切断，以确保电力系统能够继续安全稳定运行。

（二）继电保护灵敏性任务和要求

电力系统运行出现故障时，继电保护必须能够针对故障及时进行处理。如果故障属于继电保护的工作范围，则继电保护不能够出现拒动故障。如果故障不属于继电保护工作范围，则继电保护不能够出现误动故障，即继电保护必须具有高灵敏性，一般主要是采用灵敏系统进行继电保护灵敏性评价，确保电力系统故障处理的合理性。

（三）继电保护速动性任务和要求

电力系统某一位置和设备出现故障时，为了能够避免故障的扩大，造成严重的事故，必须将出现故障的设备以最短的时间进行处理，即继电保护速动要求较高。继电保护装置需要做到以最快的时间处理故障，同时确保将短路电流对设备的损坏控制在最低，确保电力系统电压最快恢复，以起到改善发电机并列运行稳定性的作用。

（四）继电保护可靠性任务和要求

保证继电保护可靠性是最基本的任务和要求，也是保证电力安全稳定的基础，同时避免事故发生和扩大。而要保证继电保护装置的可靠性，首先要保证保护装置设计方面的可靠性、整定计算及安装调试过程中的准确性，且需要确保装置组成元件质量的可靠性，继而提高电力系统继电保护的有效性和可靠性。

三、电力系统继电保护与自动化装置可靠性指标体系

随着社会的发展和进步，如今电力系统结构越来越复杂，而相对应继电保护装置和自动化装置也呈现出复杂性。同时继电保护装置构成和输入特征量本身也呈现复杂性，且其又属于可维修产品，因此其发生故障的可能性高。为了能够确保继电保护装置可靠性，对其可靠性评价需要采用多个可靠性指标，但指标体系不可过于复杂。根据我国电力系统结构特征和用电实际情况，在进行继电保护装置可靠性评价时，需要以下特征量作为可靠性指标体系：①成功率，成功率属于评价继电保护装置可靠性重要指标，其主要是指在相应条件下，继电保护装置监测电力系统设备成功的概率。②平均无故障工作时间，由于继电保护属于可维修产品，将该指标作为评价继电保护装置可靠性指标非常重要，其主要是指两次故障之间工作时间的平均值。③有效度，有效度主要是指平均无故障工作时间除以平均修复时间与平均无故障时间之和。有效度指标主要是能够反映出继电保护与自动化装置在运行过程中的可靠性，且能够体现出电力系统运行的可靠性。

电力系统自动化装置也属于可维修产品，判断其可靠性的特征量和指标体系主要为平均无故障工作时间、平均修复时间和有效度等。

四、提高电力系统继电保护可靠性的措施

（一）做好冗余设计和优化措施

技术人员在进行冗余设计时，可以利用硬件冗余，以起到满足继电保护系统容错的设计标准。如果电力系统继电保护中，某个保护装置存在动作不正确，但却不会对系统的整体性能产生明显的影响，该属于容错，即采用硬件冗余，能够有效起到改善举动率和可用度指标，保证继电保护系统的安全性和稳定性。常见硬件冗余措施主要为并联措施、备用却换措施、多数表决措施等，且其还能够将误动率出现的变化显示出来，具有重要的作用。技术人员在电力系统继电保护装置实际运行过程中，需要根据继电保护系统的实际情况选择科室的冗余方式，同时确保满足系统可靠性指标要求，如硬件冗余则能够实现投入小、保护装置数量少的要求。

（二）确保提高继电保护装置可靠性

技术人员必须做好继电保护装置管理工作，以确保继电保护系统的可靠运行，即技术人员必须结合各项评价继电保护系统指标进行准确计算，以实现提高计算保护装置运行准确性，有效区分故障的正确不动作。针对电力系统二次继电保护与自动控制回路，对其保护主要是继电保护辅助配套装置，该装置也会对继电保护系统安全性产生较大的影响，因此技术人员需要加强继电保护辅助装置管理工作，进一步提升继电保护系统的可靠性。

（三）加强继电保护装置维护工作

维护工作是保证继电保护系统安全稳定运行的重要措施，技术人员需要加强继电保护日常运行管理和维修，以实现提高保护系统可靠性的目的。技术人员首先要针对继电保护装置制订定期检修计划，并实际开展定期检修工作，针对二次设备元件标志、名称等是否齐全，检查转换开关、按钮、动作的灵活性，是否存在烧伤情况等，同时排除继电器、接线端子螺钉松动故障。技术人员还需要加强排除电压互感器与电流互感器二次引线端子的故障，排除断路器各个操作机构的故障问题。

技术人员应依据继电保护装置的运行状态进行分类维护和管理，其中一类装置必须确保无运行缺陷，同时设备完好。二类装置允许存在一定缺陷，但不会危及安全。三类装置存在重大性能问题。

五、提高电力系统自动化装置可靠性的措施

技术人员必须做好电力系统自动化装置可靠性保护工作，首先要针对自动化装置的设定值、初始状态等进行全面地了解。技术人员将自动化装置设定值和初始状态作为首要评价标准，能够进一步保证自动化装置的可靠性。此外技术人员还需要做好对自动化装置运行情况的全面统计和分析，找出自动化装置运行规律，以确保自动化装置长时间运行过程出现的故障问题能够及时排除，提高装置的安全性和可靠性。同时技术人员还需要做好自耦动画装置的技术更新，确保在电力系统更新较快的环境下，自动化装置依然能够满足电力系统的要求和标准，即技术人员可以通过选择不同厂家制造、且生产原理和工作原理不相同的继电保护装置和自动化装置进行电力系统保护，继而提高降低故障发生率的作用。

结语

综上所述，电力系统安全性和稳定性是保证人们正常用电的必要条件，而继电保护装置和自动化装置则是保证电力系统安全稳定性的重要系统设备，因此技术人员需要注重以提高继电保护系统和自动化装置的可靠性。技术人员需要针对实际运行情况进行改善，确保提高继电保护与自动化装置的可靠性。

参考文献

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